Зачем никтозаврам гребень?

Китайские палеонтологи из Института геологии Китайской академии геологических наук (Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences) совместно со специалистами Пекинского университета аэронавтики и астронавтики (Beijing University of Aeronautics and Astronautics) провели исследование аэродинамических характеристик гребня птерозавра никтозавра (Nyctosaurus), жившего в меловом периоде.

Судя по всему, птерозавры были первыми позвоночными, освоившими активный полет. Их крылья представляли собой мембрану, натянутую между телом и очень длинным пальцем передней конечности. Тело птерозавров могло быть покрыто чем-то вроде меха и многие палеонтологи подозревают, что летающие ящеры были теплокровными. Птерозавры делились на две группы - рамфоринхи и птеродактили. Рамфоринхи - более древние, они имели узкие крылья и длинный хвост, у птеродактилей, появившихся позже, крылья были шире, а хвост был очень коротким. Никтозавр относился к птеродактилям и обладал типичными для этой группы чертами - его крылья поддерживались пальцами с тремя фалангами, у него была широкая и короткая грудина, напоминающая по форме топор короткая плечевая кость.

Как и многие птеродактили, никтозавр имел на голове высокий костяной гребень - вырост черепа. Этот гребень у никтозавров был очень длинным - в несколько раз длиннее тела. О роли гребня палеонтологи спорили много лет. Среди выдвигавшихся версий - руль для управления полетом, противовес для черепа, средство для торможения при посадке, средство терморегуляции, признак половой зрелости и отличительный признак вида. Высказывались и предположения об аэродинамической роли гребня. Но все эти версии оставались на уровне предположений и гипотез.

Китайские исследователи решили подойти к проблеме иначе. Они решили измерить аэродинамические характеристики летящего никтозавра. Для создания модели исследователи взяли два черепа никтозавров, из которых затем выбрали один, лучше сохранившийся. При жизни обладатель этого черепа весил примерно полтора килограмма и имел размах крыльев около 170 сантиметров. Его гребень имел высоту 60 сантиметров. Исследователи выделили в гребне три части - главную часть, основную ветвь и заднюю ветвь. Большинство специалистов считали, что между этими отростками - ветвями гребня у никтозавров была мембрана. Их так и рисовали на всех реконструкциях - с мембраной на гребне. Поэтому, исследователи решили сравнить между собой три модели - с натянутой между отростками гребня мембраной, с гребнем без мембраны и вообще без гребня (чтобы проверить, не мешал ли гребень в полете - высказывались и такие предположения).

На следующем этапе исследования палеонтологов сменили специалисты по аэродинамике. Они провели сложные математические расчеты (с ними можно ознакомиться в статье), рассчитали аэродинамические силы и момент импульса, действующие на такой гребень и пришли к нескольким выводам. Оказалось, что гребень с натянутой мембраной создает очень большую тягу. Никтозавры могли регулировать угол наклона головы и, соответственно, гребня относительно воздушного потока - изменяя таким образом тягу. А размер и направление момента импульса могли изменяться в зависимости от угла наклона головы - при этом менялось взаимное расположение аэродинамического центра гребня и центра тяжести никтозавра.

Кроме того, расчеты показали, что все эти аэродинамические характеристики практически исчезают при моделировании ситуации с отсутствием мембраны между отростками гребня и полностью сходят на нет в случае отсутствия самого гребня.

Таким образом, исследование китайских специалистов доказывает, что гребень никтозавра выполнял не какие-то вспомогательные функции, а был необходимым для полета органом. Что, впрочем, не исключает его использования никтозаврами и для узнавания особей своего вида или демонстрации окраски гребня половым партнерам.

Статья об этом исследовании вышла в февральском номере журнала "ACTA GEOLOGICA SINICA" за 2009 год и доступна на сайте одного из исследователей - Ксинг Лида (Xing Lida) - http://www.xinglida.net/indexe.htm

На иллюстрации - реконструкция внешнего облика никтозавров (авторы Chuang Zhao and Lida Xing - http://www.xinglida.net/indexe.htm)